《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革研究

摘 要：對電氣工程及其自動化專業(yè)的《電力電子技術(shù)》課程進(jìn)行改革，在理論課程結(jié)束后增加電力電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，滿足“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”電氣工程及其自動化試點(diǎn)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)要求。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；卓越工程師；教學(xué)改革

1 引言

在全球化知識經(jīng)濟(jì)時代，工程在解決與人類生活相關(guān)的復(fù)雜問題中起著愈來愈重要的作用，各國工程師的教育培養(yǎng)就顯得尤為重要。目前，我國工程教育人才培養(yǎng)的數(shù)量雖多，但質(zhì)量還有待進(jìn)一步提升。

2010年，我國教育部提出“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱卓越計劃）。任務(wù)的目的是促進(jìn)高等工程教育面向工業(yè)界、面向世界、社會需求培養(yǎng)造就一大批高質(zhì)量卓越工程師后備人才，全面提高工程師的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和人文素質(zhì)。

我校2011年列入教育部實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實(shí)施高校，電氣工程及其自動化專業(yè)于2013年成為試點(diǎn)實(shí)施專業(yè)，按照基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”電氣工程及其自動化試點(diǎn)專業(yè)的要求，對《電力電子技術(shù)》課程在實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行改革探索，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)適應(yīng)電力行業(yè)要求的卓越電氣工程師后備人才。

2 實(shí)踐教學(xué)改革

傳統(tǒng)的課程，把獲取知識、擁有知識作為主要目標(biāo)。但是，如果這些知識得不到應(yīng)用，將很快被遺忘，這就使教育的目的大打折扣。我校電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)生雖具有較好的工程技術(shù)基礎(chǔ)知識，但綜合思考、解決問題的能力還有所欠缺。因此能力的培養(yǎng)，要成為課程改革的主要目標(biāo)。

《電力電子技術(shù)》這門課程，理論與實(shí)踐的聯(lián)系非常緊密，為了使同學(xué)們能將課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識，更好的應(yīng)用到工程實(shí)踐當(dāng)中去，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，在理論課程結(jié)束后安排一周電力電子技術(shù)課程設(shè)計。實(shí)踐環(huán)節(jié)是卓越工程師培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計，在知識方面，能夠使學(xué)生鞏固所學(xué)的理論知識，加深對理論知識的理解；在能力方面，能夠培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識，思考與解決問題的能力。

針對我校電氣工程及其自動化專業(yè)偏強(qiáng)電的特點(diǎn)，有針對性的選擇設(shè)計題目，如靜止無功補(bǔ)償器設(shè)計、靜止無功發(fā)生器設(shè)計、電力系統(tǒng)有源濾波裝置設(shè)計、動態(tài)電壓調(diào)整器設(shè)計等。將先修課程“電氣工程概論”、“電路”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“自動控制原理”等知識結(jié)合“電力電子技術(shù)”理論課程的知識，為后續(xù)“電力系統(tǒng)分析”“高壓直流輸電”等課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，避免抄襲，將學(xué)生分成幾個小組，每個小組一個題目，由組長負(fù)責(zé)本組同學(xué)的分工，并組織同學(xué)合作將設(shè)計完成。

拿到設(shè)計題目后，學(xué)生需要根據(jù)設(shè)計題目的設(shè)計要求，閱讀有關(guān)參考文獻(xiàn)，進(jìn)行方案論證、主電路設(shè)計、控制系統(tǒng)和輔助電路的設(shè)計，在計算機(jī)軟件上對所設(shè)計的電路進(jìn)行仿真、調(diào)試。

2.1 閱讀有關(guān)參考文獻(xiàn)

首先，要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計題目的技術(shù)要求，去圖書館查閱相關(guān)的圖書文獻(xiàn)，上網(wǎng)查閱相關(guān)的科技期刊，會議文獻(xiàn)，科技報告，學(xué)位論文等等。

學(xué)生帶著問題去查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，能夠?qū)τ嘘P(guān)設(shè)計題目的國內(nèi)國外研究現(xiàn)狀和今后的發(fā)展方向有比較深入的了解，同時也能夠使學(xué)生學(xué)會查閱文獻(xiàn)的基本方法，為今后的工作和研究打下基礎(chǔ)。

2.2 方案論證

電力電子變流電路有很多種類。同類變流電路，使用的器件不同，電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也會有所不同。相同的電壓等級、功率大小、變換功能，設(shè)計方案并不是唯一的，各種電路在調(diào)試時還可能會出現(xiàn)很多問題。所以選擇方案的時候要考慮設(shè)計題目的具體技術(shù)要求，選擇兩種以上的電路方案，對方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，選擇技術(shù)能夠滿足要求，經(jīng)濟(jì)也比較合理的方案作為最終的方案。

2.3 電路設(shè)計

根據(jù)方案論證的結(jié)果設(shè)計主電路、控制系統(tǒng)和輔助電路。

確定主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)輸入、輸出的技術(shù)指標(biāo)要求，選擇相應(yīng)的變壓器、選擇主電路當(dāng)中開關(guān)元件。設(shè)計緩沖電路和濾波電路，并根據(jù)電路的參數(shù)選擇相關(guān)的器件。根據(jù)設(shè)計的主電路結(jié)構(gòu)和輸出的技術(shù)指標(biāo)的要求，設(shè)計控制系統(tǒng)和保護(hù)電路等。

2.4 電路仿真

電路設(shè)計完成以后，要求學(xué)生用matlab仿真軟件對所設(shè)計的電路進(jìn)行仿真、調(diào)試。首先，用仿真的方法可以初步驗(yàn)證電路原理和參數(shù)設(shè)計的正確性，仿真實(shí)驗(yàn)極限條件下的特殊情況，從而優(yōu)化參數(shù)設(shè)計，提高裝置的可靠性。其次，通過本次課程設(shè)計的仿真訓(xùn)練，可以使學(xué)生熟練掌握matlab仿真軟件的應(yīng)用。

通過電力電子課程設(shè)計，訓(xùn)練學(xué)生將已經(jīng)學(xué)習(xí)的理論知識綜合起來，應(yīng)用于工程設(shè)計中。既能夠提高學(xué)生理論分析問題、動手解決問題的能力，又能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、工程實(shí)踐能力。

3 總結(jié)

根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求，對電氣專業(yè)《電力電子技術(shù)》課程進(jìn)行改革，增加電力電子技術(shù)課程設(shè)計實(shí)踐環(huán)節(jié)，將理論知識與實(shí)踐能力的培養(yǎng)較更好地結(jié)合起來，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為卓越工程師的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]孫建廷，雷剛.新時期“電力電子學(xué)”教學(xué)模式改革與探索[J].中國電力教育，2011，（21）：182-183.

[2]葛瑜，王武.電力電子技術(shù)遞階式實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（5）：156-159

[3]段曉燕.工學(xué)電力電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)案例分析[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技，2011，9（1）：22-24.

[4]林建.面向卓越工程師培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究，2011，28（5）：1-9.

作者簡介：周珊（1971-），女，浙江諸暨人，工作單位：長春工程學(xué)院，工學(xué)碩士，講師。